Bevezetés
Az áramváltó közvetetten méri az elektromos áramot, egy nagyobb primer áramot kisebb arányos szekunder árammá alakítva. Ez az elv lehetővé teszi, hogy a nagy áramot hordozó elektromos rendszereket mérők és egyéb, alacsonyabb áramerősségre tervezett eszközök segítségével ellenőrizzék.
Az áramváltókat széles körben használják elosztórendszerekben, kapcsolóberendezésekben, ipari berendezésekben, energiamérésben és elektromos védelemben. Ahelyett, hogy közvetlenül csatlakoztatna egy mérőműszert egy nagyáramú-vezetőhöz, a CT arányos áramjelet ad, amely az elsődleges áramot képviseli.
Ennek a mérési folyamatnak a megértése fontos a CT kiválasztásakor és a csatlakoztatott mérőberendezések által szolgáltatott értékek értelmezésekor.
Elektromágneses indukció
Az áramváltó mérési folyamata az elektromágneses indukción alapul.
Amikor áram folyik át a primer vezetőn, mágneses mezőt hoz létre a vezető körül. Váltakozóáramú rendszerben a mágneses tér folyamatosan változik az elektromos árammal.
A CT mágneses magja utat biztosít a keletkező mágneses fluxus számára. Ez a változó fluxus kölcsönhatásba lép a szekunder tekercsekkel, és szekunder áramot indukál.
A szekunder áramot a primer áramhoz viszonyítja a CT transzformációs arány.
A CT-arány megértése
Az áramváltó áttétele elengedhetetlen az elektromos áram mérésének megértéséhez.
Vegyünk például egy 800/5A névleges CT-t. Ez azt jelenti, hogy a 800 A-es primer áram névleges feltételek mellett körülbelül 5 A szekunder áramnak felel meg.
Ha a primer áram 400 A, akkor ideális körülmények között a szekunder áram körülbelül 2,5 A lesz.
A szekunder oldalra csatlakoztatott mérőműszernek általában nem kell a teljes primer áramot továbbítania. Ehelyett a kisebb szekunder áramot méri, és a CT arányt használja a megfelelő primer áram meghatározásához.
Példa árammérésre
Tegyük fel, hogy egy ipari elektromos panel 500/5A-es áramváltót használ.
Ha a mérő által mért szekunder áram 3A, akkor a megfelelő primer áram a CT arány segítségével becsülhető meg.
Az arány a következő:
500 ÷ 5 = 100
Ezért a 3A másodlagos leolvasás hozzávetőlegesen megfelel:
3 × 100=300A primer áram.
Ez azt szemlélteti, hogy egy mérőeszköz hogyan tud nagy primer áramot meghatározni úgy, hogy csak a kisebb szekunder áramot méri.
A tényleges mérési pontosság a CT specifikációitól és a működési feltételektől függ.
A mérőeszköz szerepe
A CT általában nem jeleníti meg önmagában az áramerősséget. Ehelyett áramjelet ad egy mérőműszernek vagy felügyeleti rendszernek.
A csatlakoztatott berendezés lehet árammérő, teljesítménymérő, energiamérő, digitális mérő, adatgyűjtő rendszer vagy egyéb felügyeleti eszköz.
A mérőberendezés a CT arány alapján értelmezi a szekunder áramot, és megjeleníti vagy feldolgozza a megfelelő elektromos értéket.
A modern digitális fogyasztásmérők CT-aránnyal konfigurálhatók úgy, hogy a kijelző közvetlenül az elsődleges áramot jelenítse meg.
A mérési pontosságot befolyásoló tényezők
Bár a mérés alapelve egyértelmű, számos tényező befolyásolhatja a CT mérési pontosságát.
A CT pontossági osztálya az egyik fontos tényező. A precíz mérésre tervezett CT-nek a tervezett mérési alkalmazáshoz megfelelő pontossági specifikációval kell rendelkeznie.
A teher egy másik fontos szempont. A csatlakoztatott szekunder áramkör terhelést hoz létre a CT számára. Ha a tényleges terhelés nem felel meg a CT-tervezésnek, az befolyásolhatja a mérési teljesítményt.
Az elsődleges áramtartomány, a frekvencia, a hőmérséklet, a mágneses mag jellemzői, a vezetékezés és a telepítési feltételek szintén befolyásolhatják a teljesítményt.
Helyes polaritás és vezetékezés
A helyes polaritás és bekötés fontos, ha áramváltókat használnak elektromos mérésekhez.
A CT elsődleges és másodlagos polaritásjelöléssel rendelkezik. Ezek a jelölések biztosítják, hogy az áramjel az elektromos rendszerhez képest megfelelő irányba csatlakozzon.
A helytelen bekötés pontatlan méréseket vagy problémákat okozhat, ha a CT jelet más elektromos mérésekkel kombinálják.
Több CT-t használó rendszerek esetében különösen fontos a következetes vezetékezés és polaritás.
Miért hasznos a CT mérés?
A CT-n keresztüli árammérés fő előnye, hogy a nagyáramú{0}}áramköröket nem kell közvetlenül a hagyományos mérőműszerekhez csatlakoztatni.
Ez megkönnyíti a mérőberendezések elektromos rendszerekbe történő integrálását, miközben megfelelő interfészt biztosít a nagy{0}}áramú vezetők és a kisebb{1}}áramú eszközök között.
A CT-k elektromos leválasztást is biztosíthatnak az elsődleges áramkör és a szekunder mérőáramkör között, a rendszer kialakításától függően.
Következtetés
Az áramváltó az elektromos áramot úgy méri, hogy elektromágneses indukciót használ, hogy a nagy primer áramot kisebb arányos szekunder árammá alakítsa át.
A mérőkészülék leolvassa a szekunder áramot, és a CT arány segítségével meghatározza a megfelelő primer áramot.
A megbízható mérés érdekében a CT-nek megfelelő áramarányt, pontossági osztályt, terhelési osztályt, szigetelési szintet és telepítési elrendezést kell biztosítani.
Megfelelően kiválasztva és telepítve az áramváltó hatékony módszert biztosít a nagy elektromos áramok mérésére és felügyeletére ipari és villamosenergia-rendszeri alkalmazásokban.